Ученые создали микрокапсулы-«пельмени» для адресной доставки лекарств — Naked Science
Сколтех

Ученые создали микрокапсулы-«пельмени» для адресной доставки лекарств

4.3

Международная группа ученых под руководством исследователя Сколтеха разработала метод изготовления микрокапсул из биоразлагаемого полимера, высокая эффективность которых достигается за счет необычного дизайна по принципу традиционных русских пельменей.

Ученые создали микрокапсулы-«пельмени» для адресной доставки лекарств / ©Getty images

Две статьи по результатам исследования опубликованы в журналах Materials and Design и ACS Applied Materials and Interfaces. Разработанные учеными микроскопические капсулы можно использовать для различных целей, однако самым эффективным оказалось их применение для адресной доставки лекарственных препаратов и других биоактивных соединений. Для обеспечения оптимальной работы капсул и получения необходимой формы необходима высокая точность при их проектировании и изготовлении. Кроме того, ученые установили, что несферические капсулы по ряду характеристик эффективнее сферических.

«У несферических капсул высвобождение препарата может происходить направленно с разрушением одной из сторон капсулы. Также при помощи магнитного излучения можно управлять движением капсул в потоке жидкости. Но главное преимущество этих капсул состоит в том, что биологическим клеткам легче усваивать несферические объекты. Впрочем, этот феномен пока мало изучен», − рассказывает ведущий автор статей, профессор Сколтеха и Лондонского Университета Королевы Марии Глеб Сухоруков.

В статьях Глеб Сухоруков и его коллеги описывают способ изготовления капсул микронного размера пирамидальной, прямоугольной и торпедообразной формы при помощи легкой литографии. Суть этого метода состоит в том, что сначала на шаблон с микро-структурированным рельефом наносится полимер, а затем активное вещество, например, лекарственный препарат. Сверху наносится еще один герметичный слой полимера. Таким образом, содержимое оказывается зажатым между двумя слоями. Затем капсулы печатают путем вдавливания на желатине, после чего желатин растворяют в воде и извлекают из раствора готовые капсулы.

«Наш метод основан на том же принципе, что и процесс изготовления пельменей или вареников, только вместо мяса, творога, ягод или картошки мы используем другую «начинку», например, белки или другие биологически активные вещества, причем делаем это на уровне микроструктуры», − поясняет Глеб Сухоруков.

В первой статье описаны два метода, основанные на использовании многослойного полиэлектролита и полимолочной кислоты. С помощью этого метода ученые получили капсулы торпедообразной формы длиной семь микрометров, которые обладали большой вместимостью и способностью удерживать гидрофильные молекулы, а также хорошо усваивались клетками, не вызывая токсического эффекта. «Предлагаемый метод позволяет доставлять в клетки самые разные активные вещества, независимо от их растворимости и молекулярной массы», − отмечается в статье.

Во второй статье представлены капсулы пирамидальной и прямоугольной формы из полимолочной кислоты с размерами около 1 и 11 микрометров, соответственно. При использовании капсул для доставки вещества в клетку и/или хранения вещества в ожидании последующего контролируемого высвобождения эти капсулы в течение нескольких дней достаточно стабильно удерживали помещенные внутрь небольшие водорастворимые молекулы.

«До сих пор для создания капсул мы использовали полимолочную кислоту. Теперь мы планируем проверить наш метод на других полимерах, которые могут разрушаться при высвобождении вещества только при определенных условиях, таких как температура, наличие ферментов, уровень pH и других», − отмечает Глеб Сухоруков.

Исследование проводилось с участием специалистов Национального исследовательского Томского политехнического университета, Университета Генуи (Италия), Научно-технического университета AGH (Польша), Сингапурского институт инноваций в пищевой промышленности и биотехнологиях и Института материаловедения и инжиниринга, THALES Research & Technology и Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

4 часа назад
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

3 часа назад
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: